Сверточное кодирование

Сверточное кодирование обеспечивает преобразование К2 входных бит типа 2, полученных в результате блочного кодирования, в КЗ бит выходной последовательности, причем КЗ > К2. Каж­дый бит выходной последовательности получается как результат суммирования по модулю 2 нескольких следующих друг за другом битов входной последовательности.

Сверточные кодеры обычно обозначаются как (n, k, K), где п - количество бит в одном символе выходной последовательности, которые формируются за один такт работы кодера (соответствует числу сумматоров по модулю 2 в схеме кодера); k - количество бит в одном символе входной последовательности, поступающих на вход кодера за один такт; К - длина ограничения (constraint length), т.е. числовое значение, соответствующее длине сдвигового регистра, который участвует в формировании одного выходного символа. (Символы могут состоять из одного или нескольких бит.) При этом отношение R = k/n, как и в блочном кодере, называется скоростью кодирования.

Однако, поскольку в стандарте TETRA непосредственно сверточное кодирование дополняется процедурой прореживания полученной информации, изменяющей количество бит выходной последовательности, под скоростью кодирования будем понимать отношение суммарного количества бит входной последовательности к суммарному количеству бит выходной последовательности (К2/КЗ).

В связи с тем, что объемы блоков, а также требования по помехоустойчивости и скорости пе­редачи информации в разных логических каналах отличны друг от друга, сверточные коды для этих логических каналов также различаются. Сверточное кодирование в стандарте TETRA состо­ит из двух процедур:

• кодирования «материнским» кодом с фиксированной скоростью (для канала речевых сооб­щений TCH/S она соответствует 1/3, для всех остальных каналов - 1/4);

• перфорирования (прореживания, выкалывания) полученной последовательности, т.е. про­пуска некоторых кодированных символов с целью приведения структуры размещения бите соответствие со структурой кадра. Изменение алгоритмов перфорирования позволяет обес­печить различную скорость сверточного кодирования для разных логических каналов.

Перемежение

При перемежении обеспечивается преобразование КЗ бит входной последовательности, получен­ной в результате сверточного кодирования, в К4 бит выходной последовательности, причем КЗ = К4, т.е. перемежение не вносит в сигнал избыточность, а только производит перестановку битов в информационном блоке.

Перемежение используется для преобразования групповых ошибок, возникающих в канале связи из-за наличия глубоких замираний сигнала в условиях многолучевого распространения, в одиночные, с которыми легче бороться с помощью блочного и сверточного кодирования.

В стандарте ТЕТRА применяется 2 вида перемежения: блочное и перемежение по N блокам.

Блочное перемежение

Блочный перемежитель обозначается (K, J), где К означает количество бит во входном информа­ционном блоке, a J - количество бит, на которое разносятся соседние для входного блока биты. При блочном перемежении биты выходного блока соответствуют битам входной последователь­ности, т.е.

b₄(k) == b₃(i) (i = 1, 2,…, К-1)

производится по следующему правилу:

k = 1 + ((J*i) mod К).

Работу схемы блочного перемежителя можно представить как проведение последовательной построчной записи входной информационной последовательности в матрицу, в которой длина строки соответствует J (число столбцов (К div J + 1)), а затем считывания записанной информации по столбцам.

Блочное перемежение с различными параметрами преобразования используется в каналах, SCH/HD, SCH/HU, SCH/F, BNCH, STCH, BSCH и TCH/S.